(57)【要約】【課題】格子体の耳部側の端部付近で活物質層の厚さが薄くなるのを防いで、電池性能の低下を防止した鉛蓄電池を提供する。【解決手段】一端側に集電用の耳部１ｄを有する格子体１に活物質を充填して、格子体を活物質層２で覆ってなる鉛蓄電池用極板３において、格子体１の耳部１ｄが設けられた端部側の厚みを他端側の厚みよりも薄くし、格子体１の耳部が設けられた一端側から他端側に向かって徐々に厚みが厚くなるようにする。格子体１を覆う活物質層２は、格子体の一端側から他端側に向かって徐々に厚みが小さくなるように設け、極板の厚みは、格子体の一端側でも他端側でもほぼ同じにする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に集電用の耳部を有する格子体に活物質を充填してなる鉛蓄電池用極板において、
前記格子体は、前記一端側の厚みが他端側の厚みよりも薄くなるように形成され、
前記活物質は、前記格子体の厚みと該格子体を覆う活物質層の厚みとの和からなる極板の厚みを前記格子体の一端側でも他端側でもほぼ等しくするように充填されていること、  を特徴とする鉛蓄電池用極板。
【請求項２】
前記格子体は、一端側から他端側に向かって徐々に厚みが厚くなるように形成され、前記活物質層は、前記格子体の一端側から他端側に向かって徐々に厚みが薄くなるように設けられている請求項１に記載の鉛蓄電池用極板。
【請求項３】
前記格子体はエキスパンド格子からなっている請求項１または２に記載の鉛蓄電池用極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端側に集電用の耳部を有する格子体に活物質を充填してなる鉛蓄電池用極板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉛蓄電池の正極板及び負極板としては、格子体にペースト状の活物質を充填して構成したペースト式の極板が用いられている。特許文献１に示されているように、格子体としては、鉛または鉛合金等の耐酸性を有する帯状の導電シートに多数の切れ目を入れた後、該導電シートを幅方向に引き延ばすエキスパンド加工を施して各切れ目を開くことにより多数の網目を形成したエキスパンド格子が多く用いられている。
【０００３】
この種の格子体を製造する際には、特許文献２に示されているように、長尺の帯状導電シートに、後で耳部を形成するための未加工部を残した状態でエキスパンド加工を施した後、軸線方向に沿って均一な外径を有する圧延ローラでエキスパンド加工部を整形することにより、網目が形成された部分と網目が形成されていない部分とを有する長尺の連続格子体を得、この連続格子体を打ち抜くことにより、一端に集電用の耳部が形成された所定寸法の格子体を得ていた。
【０００４】
上記のように、従来の鉛蓄電池用極板で用いられていた格子体は、軸線方向に沿って均一な外径を有する圧延ローラでエキスパンド加工部を整形することにより製作されていたため、全体が均一な厚みを有し、耳部が設けられている端部側も、耳部が設けられていない端部側も同じ厚みを有していた。
【０００５】
鉛蓄電池の正極板及び負極板は、上記の格子体に活物質を充填することにより製造される。特許文献３に示されているように、活物質の充填は、格子体の片面側から格子体に活物質ペーストを押し込むことにより行われる。
【特許文献１】特公昭６２−２２２２５号公報
【特許文献２】特公昭６０−５５９５４号公報
【特許文献３】特開平６−１６３０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、格子体に活物質を充填する際には、格子体の片面側から格子体に活物質ペーストを押し込むが、この場合、どうしても格子体の他面側へのペーストの回りが悪くなるため、格子体の両面にそれぞれ保持されるペーストの量を比較すると、ペーストの充填が行われる片面側に保持されるペーストの量よりも、他面側に保持されるペーストの量の方が少なくなる傾向がある。従って、鉛蓄電池用極板においては、格子体の片面を覆う活物質層の厚みが厚くなり、他面を覆う活物質層の厚みが薄くなることが多い。
【０００７】
上記のように、厚みが均一な格子体を用いた場合には、格子体のペーストの充填が行われる面（被充填面という。）と反対側の面を覆う活物質層の厚みが薄くなる傾向があり、場合によっては、格子体の被充填面と反対側の面の一部が活物質で覆われずに露呈される状態が生じるおそれもある。格子体を覆う活物質層の厚みが極端に薄くなったり、格子体の一部が露呈したりすると、格子体が直接硫酸と接触する状態が生じるため、格子体と硫酸とが反応して、格子体が硫酸鉛化する。硫酸鉛は絶縁性であるため、格子体が硫酸鉛化すると、硫酸鉛の層が不働態層として働いて格子体の集電性能が低下し、電池性能が低下する。特に格子体の耳部が設けられた端部側では、耳部に向けて流れる電流が集中し、電流密度が高くなるため、格子体の耳部寄りの部分が硫酸鉛化して不働態層が形成されると電池性能が著しく低下する。従って、格子体の耳部側の端部付近を覆う活物質層の厚みが薄くなる状態が生じるのは避ける必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、格子体の耳部側の端部付近を覆う活物質層の厚さが極端に薄くなったり、格子体の一部が露出したりするおそれをなくして、電池性能の低下を防ぐことができるようにした鉛蓄電池用極板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一端側に集電用の耳部を有する格子体に活物質を充填してなる鉛蓄電池用極板に係わるものである。本発明において用いる格子体は、一端側の厚みが他端側の厚みよりも薄くなるように形成され、活物質は、格子体の厚みと該格子体を覆う活物質層の厚みとの和からなる極板厚みを、格子体の一端側でも他端側でもほぼ等しくするように充填されている。
【００１０】
本発明で用いる格子体は、一端側から他端側に向かって徐々に厚みが厚くなる形状とするのが好ましい。この場合、活物質層は、格子体の一端側から他端側に向かって徐々に厚みが小さくなるように設けられる。
【００１１】
上記格子体としては、エキスパンド格子を用いるのが好ましい。
【００１２】
上記のように、格子体の一端側の厚みを他端側の厚みよりも薄くすると、格子体の耳部寄りの部分で格子体の被充填面と反対の面側にペーストが回り易くすることができるため、格子体の耳部寄りの端部付近で活物質層の厚みが不足するのを防ぐことができる。また格子体の一端側でも他端側でも極板の厚みをほぼ等しくするように活物質を充填すると、格子体の耳部寄りの端部付近の両面を覆う活物質層の厚みを厚くして、格子体の耳部寄りの端部付近を活物質層で確実に覆うことができるため、格子体の耳部寄りの部分が硫酸と直接接触して硫酸鉛化するのを防いで、電池性能が低下するのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、各極板の格子体の一端側の厚みを他端側の厚みよりも薄くしたので、格子体の耳部寄りの端部付近で、格子体のペーストの充填が行われる面と反対側の面側へのペーストの回りを容易にすることができ、格子体の耳部寄りの端部付近を覆う活物質層の厚みが不足するのを防止することができる。また極板の厚みを格子体の一端側（耳部が設けられる側）でも他端側でもほぼ等しくするように活物質を充填して、格子体の耳部寄りの端部付近を覆う活物質層の厚みを厚くしたので、格子体の耳部寄りの部分が硫酸と直接接触して硫酸鉛化するのを防ぐことができ、蓄電池の性能が低下するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明は、鉛蓄電池の正極板にも負極板にも適用できる。図１は本発明で用いる格子体１を示した正面図である。図１に示された格子体１は、いわゆるエキスパンド格子で、鉛または鉛合金などの耐酸性を有する帯状の導電シートに千鳥状に並ぶ多数の切れ目を入れ、該導電シートを引き延ばすことにより各切れ目を開いて多数の網目１a1を有する格子部１ａを形成したものからなっている。格子体１の幅方向の一端及び他端にはそれぞれ、エキスパンド加工が施されていない未加工部からなる帯状の外骨部１ｂ，１ｃが形成され、一端側の外骨部１ｂには耳部１ｄが一体に形成されている。
【００１５】
図２は図１の格子体１に活物質を充填して活物質層２を形成した極板３の構造を模式的に示した断面図である。図２から明らかなように、本発明においては、格子体１の一端側（耳部１ｄが設けられた端部側）の厚みＡが他端側の厚みＢよりも薄くなるように（Ａ＜Ｂとなるように）形成される。図示の例では、格子体１の一端側から他端側に向かって、その厚みが連続的に変化して徐々に厚くなっていくように形成されている。また活物質層２は、格子体１の耳部１ｄと耳部１ｄが設けられた外骨部１ｂの耳部寄りのほぼ半部とを除き、格子体の全体を覆うように設けられている。活物質層２は、格子体１の幅方向の一端側から他端側に向かって徐々に厚みが薄くなるように設けられていて、格子体１の一端側で測った極板の厚み（格子体１の厚みと該格子体を覆う活物質層２の厚みとの和）Ｃと、格子体の他端側で測った極板の厚みＤとがほぼ等しくされている。
【００１６】
上記の格子体１を製造する際には、先ず、鉛または鉛合金等の耐酸性の導電材料からなる長尺の帯状導電シートの幅方向の中央と両端とを除く部分に多数の切れ目を千鳥状に入れて、この導電シートを幅方向に引き延ばすことにより、図３に示すように、幅方向の中央部及び幅方向の両端にそれぞれ未加工部（エキスパンド加工が施されていない部分）１０１ｂ′及び１０１ｃ′，１０１ｃ′が残され、その他の部分に無数の網目１a1′が形成された帯状のエキスパンド素材１０１′を製造する。
【００１７】
次いで、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、エキスパンド素材の未加工部１０１ｂ′の幅寸法に等しい軸線方向寸法を有する大径部７ｂを軸線方向の中間部に有し、この大径部７ｂから離れるに従って径が小さくなっていく１対のテーパ部７ａ，７ａを大径部７ｂと軸線方向の一端及び他端との間にそれぞれ有する圧延ローラ７を一対用意して、これら１対の圧延ローラ７，７の間にエキスパンド素材１０１′を挟んで圧延加工を施す。
【００１８】
これにより、幅方向の中央部に肉厚が最も薄い帯状の骨部１０１ｂを有し、幅方向の両端に肉厚が厚い骨部１０１ｃ，１０１ｃをそれぞれ有し、骨部１０１ｂから幅方向の両側に離れていくに従って厚みが大きくなっていく格子部１０１ａ，１０１ａを、幅方向の中央の骨部１０１ｂと、幅方向の両端の骨部１０１ｃ，１０１ｃとの間にそれぞれ有する帯状の連続格子体１０１を形成する。
【００１９】
上記のような連続格子体１０１を形成した後、図５に示すように、中央の骨部１０１ｂの一部を耳部１ｄとするように連続格子体１０１を打ち抜いて、幅方向の一端側に耳部１ｄを有する格子体１を得る。
【００２０】
次いで格子体１を図示しないペースト充填装置に供給して、格子体１の片面側からペーストを供給し、格子部１０１ａと、耳部１ｄが設けられた骨部１ｂの格子体寄りのほぼ半部と、他の骨部１ｃの全体とを覆うように活物質を付着させる。その後、活物質が付着した格子体１を整形ローラの間に通して、格子体の厚みと該格子体を覆う活物質層の厚みとの和からなる極板厚みを、格子体の一端側でも他端側でもほぼ等しくするように整形して、極板３を得る。
【実施例】
【００２１】
Ｃａ0.05wt％、Ｓｎ1.6wt％の鉛シートを用いて、図３に示すエキスパンド素材を形成し後、図４に示したようにテーパ部を有する圧延ローラ７，７を用いて素材を圧延することにより、格子部の厚みが一端側から他端側に向かって連続的に厚くなっていく連続格子体１０１を作成し、この連続格子体を打ち抜くことにより、耳部側の端部の厚みが耳部と反対側の端部の厚みよりも薄い格子体１を作った。このようにして作った格子体１に正極活物質及び負極活物質のペーストを充填して、図２に示すように、ほぼ均一な厚みを有する正極板及び負極板を作成し、これらの極板を用いて８０Ｄ２６形鉛蓄電池を組み立てた。
【００２２】
また比較例として、上記と同じ鉛シートを用いて形成したエキスパンド素材を従来用いられていた圧延ローラと同様の円柱状の圧延ローラを用いて圧延することにより、幅方向の厚みが均一な連続格子体を製作し、この連続格子体を打ち抜くことにより、耳部側の端部から耳部と反対側の端部まで均一な厚みを有する格子体を作った。このようにして作った格子体に正極活物質及び負極活物質のペーストを充填して、正極板及び負極板を作り、これらの極板を用いて、８０Ｄ２６形鉛蓄電池を組み立てた。
【００２３】
上記のようにして組み立てた本発明に係わる極板を用いた鉛蓄電池と、従来の極板を用いた鉛蓄電池とを、ＪＩＳ重負荷寿命試験に供した。その結果、従来の極板を用いた鉛蓄電池の寿命回数は７５回であったのに対し、本発明に係わる極板を用いた鉛蓄電池の寿命回数は２００回であり、本発明に係わる極板を用いることにより、寿命が大幅に向上することが確認された。
【００２４】
試験に供した鉛蓄電池に対して、寿命に達した原因を調べたところ、従来の極板を用いた鉛蓄電池の寿命原因は、格子体の硫酸鉛化により格子体に不働態層が形成されたことであったが、本発明に係わる極板を用いた鉛蓄電池の寿命原因は、すべて活物質の泥状化による容量の低下であり、格子体に不働態層が形成されたことにより寿命が尽きたと判定された例はなかった。
【００２５】
上記のように、本発明に係わる極板を用いれば、格子体が直接硫酸と接触して、格子体に不働態層が形成されるのを防ぐことができるため、電池寿命が短くなるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係わる極板で用いる格子体の構造を模式的に示した正面図である。
【図２】本発明に係わる極板の構造を模式的に示した断面図である。
【図３】本発明に係わる極板に用いる格子体を製作する過程で得られるエキスパンド素材の一部を示した平面図である。
【図４】（Ａ）は本発明に係わる極板を構成する格子体を得るために図３に示したエキスパンド素材を圧延して連続格子体を製作する過程を示した平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図４の圧延過程を経て得られた連続格子体を打ち抜いて複数の格子体を形成した状態を示した平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  格子体
１ａ  格子部
１ｂ，１ｃ  外骨部
１ｄ  耳部
２  活物質
３  極板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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